Kubernetes是什么
- 官網
https://kubernetes.io/
中文版：https://kubernetes.io/zh/
- Kubernetes是谷歌十幾年大規模容器管理經驗的成果
- 是Borg的一個開源版本
- 基于容器技術的分布式架構方案
Service簡介
- Kubernetes以Service為核心，Service有如下特征
- 唯一名稱
- 擁有一個虛擬ip和埠
- 提供某種遠程服務能力
- 被映射到提供這種服務能力的一組容器應用上
Pod簡介
- Pod運行在Node主機中
- Pod是Kubernetes管理的最小運行單元
- 通常一個Node運行上百個Pod
- 每個Pod有一個特殊的Pause容器，負責網路堆疊和Volume掛載卷
- 只有提供服務的那組Pod才會被映射為一個服務
為什么要使用Kubernetes
一旦搭建好Kubernetes環境后，后續對于應用的部署與運維，使用Kubernetes就非常方便了
Hello World
Kubernetes的安裝先不講了
- 現在要做的事情是
- 使用Kubernetes部署MySQL與JavaWeb程式
- JavaWeb可以訪問Kubernetes
- 基本步驟
- MySQL副本集
- MySQL Service
- JavaWeb副本集
- JavaWeb Service
下面的幾個yaml檔案在
https://github.com/nbcoolkid/learning/tree/master/k8s
MySQL RC
- mysql-rc.yaml
apiVersion: v1
# 表名這是一個副本集
kind: ReplicationController
metadata:
# RC的名稱，全域唯一
name: mysql
spec:
# 期待的Pod數量
replicas: 1
selector:
app: mysql
# 根據此模板創建Pod副本
template:
metadata:
labels:
# Pod副本擁有的標簽，對應RC的Selector
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sherry/mysql:5.7
ports:
# 容器應用監聽的埠號
- containerPort: 3306
# 注入容器內的環境變數
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: "123456"
注意這里的yaml檔案，不可以有制表符，我們一律使用空格鍵代替
撰寫完檔案后，使用apply命令做個檔案格式檢查
? k8s git:(master) ? kubectl apply -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created
- 創建RC
? k8s git:(master) ? kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created
- 查看創建結果
? k8s git:(master) ? kubectl get rc
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 4m17s
- 查看創建的Pod情況
? k8s git:(master) ? kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-wg9sp 1/1 Running 0 5m16s
- dashboard
其實通過dashboard，也能看到啟動情況
MySQL Service
- mysql-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service # 表名這是一個Kubernetes Service
metadata:
name: mysql # Service全域名稱
spec:
ports:
- port: 3306 # Service對外提供的埠
selector:
app: mysql # Service對應的Pod擁有此標簽，所有擁有此標簽的pod都歸我管
- 創建Service
? k8s git:(master) ? kubectl create -f mysql-svc.yaml
service/mysql created
- 查看創建結果
? k8s git:(master) ? kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 175m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 <none> 3306/TCP 84s
可以發現，MySQL服務被分配了一個值為10.105.55.185的CLUSTER-IP，埠為3306
此時，Kubernetes集群中其他創建的Pod就可以通過這個ip+埠進行連接和訪問了
這里的ip，是Service創建后由Kubernetes系統自動分配的，
其他Pod無法余弦知道，所以需要有一個服務發現機制來找到這個服務，
現在，我們根據Service的唯一名稱獲取到ip和埠
JavaWeb RC
- myweb-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 2
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:
- name: myweb
image: kubeguide/tomcat-app:v1
ports:
- containerPort: 8080
在Tomcat容器內部，應用將使用環境變數MYSQL_SERVICE_HOST的值連接MySQL，更安全的做法是使用服務的名稱mysql進行訪問
- 創建RC
? k8s git:(master) ? kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller/myweb created
- 驗證
? k8s git:(master) ? kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-ck4j5 1/1 Running 0 164m
myweb-8dhr9 1/1 Running 0 3m11s
myweb-nm75w 1/1 Running 0 3m11s
JavaWeb Service
- myweb-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myweb
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
nodePort: 30001
selector:
app: myweb
type: NodePort和nodePort: 30001，表明此Service開啟了NodePort方式的外網訪問模式
- 啟動
? k8s git:(master) ? kubectl create -f myweb-svc.yaml
service/myweb created
- 驗證
? k8s git:(master) ? kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 5h47m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 <none> 3306/TCP 174m
myweb NodePort 10.101.31.133 <none> 8080:30001/TCP 41s
驗證
經過上述步驟，我們通過dashbaord查看到底啟動了哪些服務
- Service
- RC
- Pod
我們可以使用 http://虛擬機ip:30001/demo/ 的方式來進行驗證訪問
那么怎么獲取這個虛擬機的ip呢？
我這里使用的是minikube安裝的Kubernetes環境，安裝后，在虛擬機中的Linux，賬號是root，密碼為空
然后使用ipconfig|more命令就能看到ip
ok，至此，我們的hello world完畢
基本概念與術語
Kubernetes中的大部分概念，包括Node、Pod、Replication Controller、Service，都可以被看做一種資源物件
幾乎所有的資源物件都可以通過kubectl進行增刪改查操作，并持久化到etcd中
apiVersion:v1
宣告當前這個資源物件歸屬于v1這個核心API
大部分的資源物件都歸屬于v1這個核心API
Master
Kubernetes集群的控制節點，一般在生產環境至少部署3臺作為高可用
所有的Kubernetes指令都是發給Master，由Master去管理集群中的節點
- Master上運行著以下核心行程
- Kubernetes API Server：kube-apiserver，集群控制入口
- Kubernetes Controller Manager：kube-controller-manager，資源物件管理
- Kubernetes Scheduler：kube-scheduler，資源調度
- Master上通常還部署etcd服務，因為Kubernetes里的所有資源物件資料都保存在etcd中
Node
- 作業節點，運行應用程式
- Node上運行著以下核心行程
- kubelet：負責Pod對應容器的創建、啟停，與Master的協作，實作集群管理
- kube-proxy：實作Kubernetes Service的通信，負載均衡的重要組件
- docker
- Node可以在Kubernetes運行期間動態加入集群
- 前提是Node節點已經安裝好了上述核心行程
- 默認情況下，kubelet會向Master注冊自己
- 如果某個Node失聯，Master會觸發“作業負載大轉移”的自動流程
Pod
-
Pod運行在Node上
-
Pod有一個Pause根容器
-
Pod內容器可以和Kubernetes集群中任意的Pod內的容器進行直接通信
-
PodIP+容器埠=Endpoint，代表此Pod內的某個服務的對外通信地址
- 一般一個應用會暴露兩個Endpoint，一個服務埠，一個管理埠
-
可以配置Pod對資源期望的最低要求和最高要求（CPU、記憶體）
resources:
# 設定一個較小的值，符合容器平時作業負載下的資源需求
requests:
# 記憶體占用，默認單位為位元組，一般我們使用Mi，表示兆
memory: "64Mi"
# 以1/1000為最小單位，100m表示0.1個CPU
# 不管是在一個1Core的機器還是8Core的機器上，100m代表的含義都是一樣的
cpu: "250m"
# 設定一個較大的值，符合容器峰值負載下的資源需求
# 當容器試圖使用超過這個量的資源時，可能被Kubernetes殺掉并重啟
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
Label
- Label是鍵值對，key和value均由用戶自定義
- 一個Label可以被附加到多個資源上，一個資源可以定義任意數量的Label
- Label通常在資源定義時確定，也可以在物件創建后動態添加與洗掉
- Label定義后，通過 Label Selector（標簽選擇器）進行查詢和篩選
- Selector有基于等式與基于集合兩種
- name=redis-slave，匹配所有具備
- name!=redis-slave，匹配所有不具備
- name in (redis-master,redis-slave)
- name not in (pho-frontend)
- 多個運算式之間用
,分割 - 多個運算式之間是
AND關系
?
- matchLabels與matchExpressions
Replication Controller/Replica Set
-
RC定義內容包括
- 期待Pod的數量
- 刪選Pod的Label Selector
- Pod數量不滿足時用于創建新Pod的template
-
一個完整的RC定義案例
確保擁有tier=frontend標簽的Pod在Kubernetes集群中始終只有一個副本
- 洗掉RC，并不會洗掉通過該RC創建好的Pod
- 如果要洗掉RC對于的Pod，可以設定replicas值為0，然后更新RC
- kubectl提供stop、delete命令，來一次性洗掉RC及其對應的Pod
- 在應用升級的時候
- 其實就是一個新的容器鏡像替代舊版本的程序
- 通過改變RC中Pod模板的鏡像版本，實作滾動升級
Deployment
為了更好的解決Pod的編排問題，Deployment內部使用Replica Set
我們把Deployment當做一次RC的升級即可
Horizontal Pod Autoscaler
HPA用于實作Pod的橫向自動擴容
StatefulSet
Service
Kubernetes內部的服務，最終是通過Service暴露出去的
Service整個生命周期內，擁有唯一不變的ip
Job
Volume
- Volume是Pod中能夠被多個容器訪問的共享目錄
- Kubernetes中的Volume概念、用途、目的，與Docker中的Volume類似，但又有不同
- Kubernetes中的Volume定義在Pod中
- Kubernetes中的Volume與Pod的生命周期相同，與容器不同
- Kubernetes支持多種檔案系統的Volume，如：GlusterFS、Ceph等
Persistent Volume
Namespace
命名空間，一般用于實作多租戶的資源個例
Annotation
ConfigMap
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